KOMPONEN UTAMA MESIN

 MESIN
URAIAN
Seperti kita ketahui roda-roda suatu kendaraan
memerlukan adanya tenaga luar yang
memungkinkan kendaraan dapat bergerak serta
dapat mengatasi keadaan, jalan, udara, dan
sebagainya. Sumber dari luar yang menghasilkan
tenaga disebut mesin. Mesin merupakan alat yang
merubah sumber tenaga panas, listrik, air, angin,
tenaga atom, atau sumber tenaga lainnya menjadi
tenaga mekanik (mechanical energy). Mesin yang
merubah tenaga panas menjadi tenaga mekanik
disebut motor bakar (thermal engine).
Motor bakar ada beberapa macam. Mesin bensin,
mesin diesel, mesin turbin dan lainnya, yang
menghasilkan tenaga panas yang dihasilkan dari
dalam mesin itu sendiri, disebut motor pembakaran
dalam (Internal Combustion Engine). Sebagai
contohnya, mesin bensin, mesin diesel, mesin
turbin. Tenaga panas yang dihasilkan diluar dari
mesin itu sendiri disebut motor pembakaran luar
(External Combustion Engine).

Mesin yang tenaganya digunakan pada kendaraan
harus kompak, ringan dan mudah ditempatkan
pada ruangan yang terbatas. Selain itu mesin harus
dapat menghasilkan kecepatan yang tinggi dan
tenaga yang besar, mudah dioperasikan dan sedikit
menimbulkan noise. Oleh sebab itu mesin bensin
dan diesel umumnya lebih banyak digunakan pada
kendaraan.

 KARAKTERISTIK
Karakteristik mesin bensin dan mesin diesel adalah sebagai berikut.
Mesin bensin :
–– Kecepatannya tinggi dan tenaganya besar
–– Mudah pengoperasiannya
–– Pembakarannya sempurna
–– Umumnya digunakan untuk kendaraan penumpang dan kendaraan truk yang kecil, dan sebagainya
Mesin diesel :
–– Efisiensi panasnya tinggi
–– Bahan bakarnya hemat
–– Kecepatannya lebih rendah di banding mesin bensin
–– Getarannya besar dan agak berisik

 MESIN BENSIN
1. PRINSIP KERJA MESIN BENSIN
Mari kita perhatikan bagaimana mesin bensin
mengubah bahan bakar menjadi tenaga. Dalam
gambar skema mesin bensin, campuran udara
dan bensin dihisap ke dalam cylinder. Kemudian
dikompresikan oleh piston saat bergerak naik. Bila
campuran udara–bahan bakar terbakar dengan
adanya api dari busi yang panas sekali, maka akan
menghasilkan tekanan gas pembakaran yang besar
di dalam cylinder. Tekanan gas pembakaran ini
mendorong piston ke bawah, yang menggerakkan
piston turun naik dengan bebas di dalam cylinder.
Dari gerak putar (naik turun) piston dirubah menjadi
gerak putar pada crankshaft melalui connecting
rod. Gerak putar inilah yang menghasilkan tenaga
pada kendaraan.

 Campuran udara–bahan bakar dihisap ke dalam
cylinder dan gas yang telah terbakar harus
keluar, dan ini harus berlangsung secara tetap.
Pekerjaan ini dilakukan dengan adanya gerakan
piston yang naik-turun di dalam cylinder. Proses
menghisap campuran udara–bahan bakar ke
dalam cylinder, mengkompresikan, membakarnya
dan mengeluarkan gas bekas dari cylinder, disebut
satu siklus.
Ada juga mesin yang tiap siklusnya terdiri dari
dua langkah piston. Mesin ini disebut mesin dua
langkah stroke (Two Stroke Engine). Crankshaft
berputar satu kali selama piston menyelesaikan
dua langkah. Sedangkan mesin lainnya, tiap
siklusnya terdiri dari empat langkah piston. Mesin
ini disebut mesin empat langkah (Four Stroke
Engine). Crankshaft berputar dua putaran penuh
selama piston menyelesaikan empat langkah
dalam tiap satu siklus. Seluruh kendaraan TOYOTA
menggunakan mesin 4 langkah.

PRINSIP KERJANYA

 LANGKAH HlSAP
Dalam langkah ini, campuran udara–bahan bakar
dihisap ke dalam cylinder. Intake valve terbuka
sedangkan exhaust valve tertutup. Waktu piston
bergerak ke bawah menyebabkan ruang cylinder
menjadi vakum, masuknya campuran udara–
bahan bakar ke dalam cylinder disebabkan adanya
tekanan udara luar (atmospheric pressure).
LANGKAH KOMPRESl
Dalam langkah ini, campuran udara–bahan bakar
dikompresikan. Intake valve dan exhaust valve
tertutup. Waktu piston mulai naik dari TMB ke
TMA campuran yang dihisap tadi dikompresikan.
Akibatnya tekanan dan temperaturnya menjadi
naik, sehingga akan mudah terbakar. Crankshaft
berputar satu kali, ketika piston mencapai TMA.
LANGKAH USAHA
Dalam langkah ini, mesin menghasilkan tenaga untuk
menggerakkan kendaraan. Sesaat sebelum piston
mencapai TMA pada saat langkah kompresi, busi
memberi loncatan api pada campuran yang telah
dikompresikan. Dengan terjadinya pembakaran,
kekuatan dari tekanan gas pembakaran yang
tinggi mendorong piston ke bawah. Usaha ini yang
menjadi tenaga mesin (engine power).
LANGKAH BUANG
Dalam langkah ini, gas yang terbakar dibuang
dari dalam cylinder. Exhaust valve terbuka, piston
bergerak dari TMB ke TMA, mendorong gas bekas
keluar dari cylinder.
Ketika piston mencapai TMA, akan mulai bergerak
lagi untuk persiapan berikutnya, yaitu langkah
hisap. Crankshaft telah melakukan 2 putaran
penuh dalam 1 siklus terdiri dari 4 langkah, hisap,
kompresi, usaha, buang yang merupakan dasar
kerja dari pada mesin 4 langkah.

KONSTRUKSI MESIN BENSIN
Mesin bensin terdiri dari mesin itu sendiri dan
berbagai macam alat bantu lainnya. Sedang
mesin itu sendiri terdiri dari cylinder block, cylinder
head, piston, crankshaft, dan mekanisme katup.
Alat bantu lainnya pada mesin dirancang untuk
menolong kerja mesin. Diantaranya, pelumasan,
pendinginan, pemasukan dan pembuangan (Intake
and exhaust), bahan bakar dan sistem kelistrikan.

KOMPONEN MESIN BENSIN
CYLINDER BLOCK (BLOK SILINDER)
Konstruksi
Cylinder block merupakan inti dari mesin, yang
terbuat dari besi tuang. Belakangan ada beberapa
cylinder block yang dibuat dari paduan alumunium.
Seperti kita ketahui, bahwa alumunium ringan
dan meradiasikan panas yang lebih efisiensi
dibandingkan dengan besi tuang. Cylinder block
dilengkapi rangka pada bagian dinding luar untuk
memberikan kekuatan pada mesin dan membantu
meradiasikan panas. Cylinder block terdiri dari
beberapa cylinder bore (lubang tabung silinder),
di dalamnya terdapat piston yang bergerak turunnaik.
Pada bagian atas cylinder ditutup oleh cylinder
head yang dilindungi oleh gasket cylinder head
yang letaknya antara cylinder block dan cylinder
head. Crankcase terpasang di bagian bawah
cylinder block dan crankshaft dan oil pan termasuk
dalam crankscase. Camshaft juga diletakkan dalam
cylinder block, hanya pada tipe OHV (Over Head
Valve). Pada mesin yang modern camshaft berada
di dalam cylinder head.
Cylinder dikelilingi oleh water jacket (aliran
pendingin cylinder) untuk membantu pendinginan.
Perlengkapan lainnya seperti stater, alternator,
fuel pump, distributor dipasangkan pada bagian
samping cylinder block.

CYLINDER HEAD (KEPALA SILINDER)
Konstruksi
Cylinder head ditempatkan dibagian atas cylinder
block. Pada bagian bawah cylinder head terdapat
ruang bakar dan katup-katup. cylinder head harus
tahan terhadap temperatur dan tekanan yang tinggi
selama mesin bekerja. Oleh sebab itu umumnya
cylinder head dibuat dari besi tuang.

Akhir-akhir ini banyak mesin yang cylinder headnya
dibuat dari paduan alumunium. Cylinder head
yang terbuat dari paduan alumunium memiliki
kemampuan pendingin lebih besar dibanding
dengan yang terbuat dari besi tuang.
Pada cylinder head juga dilengkapi water jacket
yang dialiri air pendingin yang datang dari cylinder
block untuk mendinginkan katup-katup dan busi.

Jenis Ruang Bakar
Bentuk ruang bakar sangat berpengaruh dengan
adanya penempatan dua katup dan busi. Ada
beberapa macam atau jenis ruang bakar yang
umum digunakan:
1) Ruang Bakar Model Hemispherical
(Setengah Bulat)
Ruang bakar model hemispherical ini mempunyai
permukaan yang kecil dibanding dengan jenis
ruang bakar lain yang sama kapasitasnya. Ini bararti
panas yang hilang sedikit (efisiensi panasnya tinggi)
dibanding dengan model lainnya. Di samping itu
memungkinkan efisiensi saat intake dan exhaust
lebih tinggi.
Ruang bakar model ini konstruksinya lebih
sempurna, tapi penempatan mekanis katupnya
menjadi lebih rumit.

2) Ruang Bakar Model Wedge
(Baji)
Ruang bakar model wedge ini kehilangan panasnya
juga kecil, konstruksi mekanisme katupnya lebih
sederhana bila dibandingkan dengan ruang bakar
model hemispherical.

3) Ruang Bakar Tipe Bathtup (Bak Mandi)
Ruang bakar model bathtup konstruksinya
sederhana dan biaya produksinya lebih rendah.
Hal ini disebabkan diameter katupnya lebih kecil,
tetapi saat langkah intake atau exhaust kurang
sempurna dibanding dengan jenis ruang bakar
model hemispherical.

4) Ruang Bakar Model Pent Roof
Ruang bakar model pent roof ini umumnya
digunakan pada mesin yang mempunyai jumlah
intake valve atau exhaust valve lebih dari dua
dalam tiap-tiap cylinder, yang disusun sedemikian
rupa antara katup dan camshaft-nya. Disebut model
pent roof sebab membentuk segi empat, baik tegak
atau mendatar. Bila dihubungkan ke titik pusat
akan menyerupai atap suatu bangunan. Model ini
selain memberikan efek semburan yang baik dan
lebih cepat terbakar, juga penempatan businya di
tengah-tengah ruang bakar.

GASKET CYLINDER HEAD
Gasket cylinder head letaknya antara cylinder block
dan cylinder head, fungsinya untuk mencegah
kebocoran gas pembakaran, air pendingin dan
oli. Gasket cylinder head harus tahan panas dan
tekanan dalam setiap perubahan temperatur.
Umumnya gasket dibuat dan carbon-clad sheet steel
(gabungan carbon dengan lempengan baja) karbon
itu sendiri melekat dengan graphite, dan keduaduanya
berfungsi untuk mencegah kebocoran yang
ditimbulkan antara cylinder block dan cylinder head,
serta untuk menambah kemampuan melekat pada
gasket.

OIL PAN (BAK OLI)
Bagian bawah dan pada cylinder block disc-stout
crank case (bak engkol). Oil pan dibaut pada crank
case dengan diberi packing seal atau gasket. Oil
pan dibuat dari baja yang dicetak dan dilengkapi
dengan penyekat (separator) untuk menjaga agar
permukaan oli tetap rata ketika kendaraan pada posisi
miring. Selain itu juga dirancang sedemikian rupa
agar oli mesin tidak akan berpindah (berubah posisi
permukaannya) pada saat kendaraan berhenti secara
tiba-tiba dan menjamin bekerjanya oil pump (pompa
oli) tidak akan kekurangan oli pada setiap saat. Drain
plug (Penyumbat oli) letaknya dibagian bawah oil pan
dan fungsinya untuk mengeluarkan oli mesin bekas.

PISTON (TORAK)
Konstruksi
Piston bergerak turun naik di dalam cylinder untuk
melakukan langkah hisap, kompresi, pembakaran
dan pembuangan. Fungsi utama piston untuk
menerima tekanan pembakaran dan meneruskan
tekanan untuk memutar crankshaft melalui
conneting rod.
Piston terus-menerus menerima temperatur dan
tekanan yang tinggi sehingga harus dapat tahan
saat mesin beroperasi pada kecepatan tinggi untuk
priode waktu yang lama. Pada umumnya piston
dibuat dari paduan alumunium, selain lebih ringan,
radiasi panasnya juga lebih efisien dibandingkan
dengan material lainnya.
Nama bagian-bagian pada piston, seperti
digambarkan di bawah ini.